传统电流源型控制双馈风电机组（doubly fed induction generator,DFIG）无法主动提供电压、频率支撑,针对上述问题,有文献提出虚拟同步机（virtual synchronous generator,VSG）这一典型的电压源型控制结构,其基本原理是通过模拟同步机的运动方程,在控制系统中引入惯性和阻尼等状态量,使发电设备具有与同步机相似的输出外特性。此外为提高风电并网系统的可控性,需要双馈风电机组具有一定的故障穿越能力,包括低电压穿越（low-voltage ride through,LVRT）和高电压穿越（high-voltage ride through,HVRT）,而电压源型控制的惯量和阻尼作用不利于双馈风电机组故障穿越,因此有必要研究虚拟同步控制双馈风电机组（VSG-DFIG）的暂态特性与故障穿越方式。由于电流源型双馈风电机组的低压穿越策略相对成熟,本文提出一种基于模式平滑切换的电压源型双馈风电机组低压穿越控制策略,以及对VSG-DFIG无功环结构调整的高电压穿越方案。结合暂态期间电流源型双馈电机冲击电流抑制、动态无功补偿控制技术,实现VSG-DFIG不同工况下故障穿越穿越。类比传统同步机得到VSG-DFIG的虚拟功角定义,通过分析VSG-DFIG在电网低压故障时的暂态过程得到故障电流与虚拟功角的动态关系,计算得到双馈风电机组所接电网短路比与功角曲线幅值的关系进而说明在弱电网下研究其暂态功角稳定性的必要性。分析了无功输出对VSG-DFIG暂态功角稳定性的影响以及网侧变换器输出功率的影响,得到暂态功角稳定裕度与无功输出的关系。结合电网低压故障下变功率指令控制模式,分析暂态过程中虚拟功角特性,以及网侧变换器功率输出对功角稳定裕度的影响。通过对稳态功角关系矢量图和考虑暂态控制环角度偏差矢量图的对比分析,得到VSG-DFIG控制环角度偏差及电流限幅对暂态功角曲线畸变的影响,通过对线路传输功率和功率损耗的推导得到考虑线路无功损耗对功角曲线的影响。提出基于暂态功角前馈的稳定性优化方法,通过对稳态时的输出功率和VSG-DFIG有功环输出角度记录,结合暂态变功率指令计算得到暂态期间功角收敛点,并对暂态中越过收敛点的减速过程进行虚拟不平衡转矩补偿,并且给出暂态功角前馈系数的取值范围。通过仿真证明了上述理论的正确性及改进方法的有效性。